自制装置研究空气阻力与物体运动速度的关系

自制装置研究空气阻力与物体运动速度的关系

作者：雷婧马东肖航

来源：《中国科技博览》2013年第34期

[摘要]文章阐述了在实验室中，自制实验装置利用匀速圆周运动测定空气阻力系数的原理、试验方法和数据处理，分析了利用自制装置测定空气阻力系数的优点及可行性。

[关键词]匀速圆周运动空气阻力系数

中图分类号：S152.6 文献标识码：S 文章编号：1009―914X（2013）34―0267―01

0 引言

空气阻力是流体力学的重要物理量。在考虑动力性和经济性等指标时，空气阻力系数就成为至关重要的参数。准确探究空气阻力与物体运动速度的关系是一项必须且必要的工作。

1 实验装置

如图为自制实验装置示意图。开动电机，小球运动稳定后在水平面上匀速圆周运动。通过小球运动的动力学分析，即可得出阻力与速度，进而得到空气阻力与运动速度的关系。

2实验原理

据牛顿运动定律，于真空环境下，小球将只受悬线拉力和重力，此时悬线将沿圆盘径向；若装置处于空气中，小球由于受空气阻力作用，悬线将与圆盘径向成一定角度。

对小球在空气中的圆周运动受力分析，所需数据测量情况如图所示。

可知，随着物体速度的不断增大，小球运动偏角β不断增大，空气阻力不断增大。

5 结束语

利用匀速圆周运动测定空气阻力系数，原理浅显易懂，操作简便易行，有一定精度，对进一步探讨、研究和测定有关空气阻力系数的实验思路和方法，起到了一定得简化和帮助。

参考文献

[1] 百色学院学报62009 年第6 期